(57)【要約】【課題】基板の露光転写と基板ステージへの基板のローディングとを同時に行い、タクトタイムの短縮を図ると共に、基板のローディング時に発生する振動が露光精度に及ぼす影響を排除して、高精度で露光転写することができる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置ＰＥは、マスクステージ１０と、露光位置ＥＰと第１待機位置ＷＰ１間で移動可能な第１基板ステージ１１と、露光位置ＥＰと第２待機位置ＷＰ２間で移動可能な第２基板ステージ１２と、照射装置１３と、を備える。第１及び第２基板ステージ１１，１２は、基板保持部３１と、基板保持部３１の上面から進退自在に配置される複数のピン３２と、を有する。基板保持部３１と基板ステージ移動機構３９との間には、基板ステージ移動機構３９に対して基板保持部３１を弾性支持可能な空気ばね４６と、基板ステージ移動機構３９に対して基板保持部３１を固定支持可能な電磁石４７とが配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを保持するマスクステージと、
該マスクステージの下方に位置する露光位置と第１待機位置間で移動可能な第１基板ステージと、
前記露光位置と第２待機位置間で移動可能な第２基板ステージと、
前記露光位置に移動した前記第１及び第２基板ステージに保持された基板に、パターン露光用の光を前記マスクを介して照射する照射装置と、
を備える露光装置であって、
前記第１及び第２基板ステージは、前記基板が載置される基板保持部と、該基板保持部の上面から進退自在に配置され前記基板を支持する複数のピンと、を有し、
前記基板保持部と、前記第１及び第２基板ステージを移動する基板ステージ移動機構との間には、前記基板ステージ移動機構に対して前記基板保持部を弾性支持可能な防振機構と、前記基板ステージ移動機構に対して前記基板保持部を固定支持可能なロック機構とが配置されることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記防振機構は、空気ばねによって構成され、前記ロック機構は、電磁力により前記基板ステージ移動機構に対して前記基板保持部を固定支持する電磁石であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関し、より詳細には、半導体や、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイを製造する場合に用いられる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の露光装置としては、マスク（レチクル）と基板（ウェハ）を接近させた状態でマスクを介してパターン露光用の光（電子線）を照射し、これにより、基板にマスクパターンを露光転写する装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の露光装置は、マスクが配置される２つの枠体と、２つの枠体のそれぞれに対応して基板が載置される２つの基板ステージと、２つの基板ステージにそれぞれ対応して配置された２つのアライメント機構と、を備え、それぞれの枠体と基板ステージとを組み合わせた状態で、交互に露光位置に移動させて露光転写するステージ移動機構が知られている。これにより、ステージ移動機構は、２つの基板ステージでアライメントと露光とを同時に行って、タクトタイムの短縮を図っている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の露光装置は、２軸ステージのスライダに制振用アクチュエータ及び制振マスを配設してステージの振動を低減させ、これによりステージの整定時間を短縮して位置決め精度の向上を図っている。
【特許文献１】特開昭６３−８７７２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の露光装置では、２つの基板ステージを利用することで基板の露光転写と基板ステージへの基板の搬入及び搬出を同時に行ってタクトタイムの短縮を図っているが、基板の搬入出時に発生する振動について考慮されておらず、この振動が露光精度に影響を及ぼす可能性があり、更なる改善の余地があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の露光装置は、１台の基板ステージにおける残留振動を低減し、ステージの整定時間の短縮を図っているが、基板の搬入出時に発生する振動について考慮されておらず、２つの基板ステージの利用についても記載がない。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の露光転写と基板ステージへの基板のローディングとを同時に行い、タクトタイムの短縮を図ると共に、基板のローディング時に発生する振動が露光精度に及ぼす影響を排除して、高精度で露光転写することができる露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  マスクを保持するマスクステージと、
マスクステージの下方に位置する露光位置と第１待機位置間で移動可能な第１基板ステージと、
露光位置と第２待機位置間で移動可能な第２基板ステージと、
露光位置に移動した第１及び第２基板ステージに保持された基板に、パターン露光用の光をマスクを介して照射する照射装置と、
を備える露光装置であって、
第１及び第２基板ステージは、基板が載置される基板保持部と、基板保持部の上面から進退自在に配置され基板を支持する複数のピンと、を有し、
基板保持部と、第１及び第２基板ステージを移動する基板ステージ移動機構との間には、基板ステージ移動機構に対して基板保持部を弾性支持可能な防振機構と、基板ステージ移動機構に対して基板保持部を固定支持可能なロック機構とが配置されることを特徴とする露光装置。
【０００９】
（２）  防振機構は、空気ばねによって構成され、ロック機構は、電磁力により基板ステージ移動機構に対して基板保持部を固定支持する電磁石であることを特徴とする（１）に記載の露光装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の露光装置によれば、マスクステージの下方に位置する露光位置と第１待機位置間で移動可能な第１基板ステージと、露光位置と第２待機位置間で移動可能な第２基板ステージと、を備えることで、基板の露光転写と第１及び第２基板ステージへの基板の搬入及び搬出とを同時に行い、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【００１１】
また、第１及び第２基板ステージの基板保持部と、第１及び第２基板ステージを移動する基板ステージ移動機構との間には、基板ステージ移動機構に対して基板保持部を弾性支持可能な防振機構と、基板ステージ移動機構に対して基板保持部を固定支持可能なロック機構とが配置されるので、基板を搬入出する側の基板ステージに生じる振動が防振機構によって露光中の基板ステージに伝達されるのを防止することができる。これにより、露光精度に及ぼす振動の影響を排除してマスクのマスクパターンを高精度で基板に露光転写することができる。
【００１２】
さらに、基板ステージに保持された基板を露光する時には、ロック機構によって基板保持部が基板ステージ移動機構に対して固定支持されるので、基板保持部が位置ずれすることがなく、高精度で露光転写を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る露光装置の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態である露光装置の全体構成を概略示す平面図、図２は図１の露光装置の要部正面図、図３は第１及び第２基板ローダの側面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、第１実施形態の露光装置ＰＥは、マスクステージ１０、第１ステージ１１、第２基板ステージ１２、照射装置１３、第１基板ローダ１４、第２基板ローダ１５、及びマスクローダ１６を備え、それぞれ基台１７上に載置されている。また、基台１７上には、マスクステージ１０の下方に配置されるメインベッド１９と、このメインベッド１９の側方で、メインベッド１９に対して互いに対向配置される第１及び第２サブベッド２１，２２とが設けられており、第１基板ステージ１１は、メインベッド１９及び第１サブベッド２１間を、第２基板ステージ１２は、メインベッド１９及び第２サブベッド２２間を、それぞれ移動する。
【００１６】
マスクステージ１０は、メインベッド１９に設けられた複数の支柱２３によってメインベッド上に支持されている。複数の支柱２３は、第１及び第２基板ステージ１１，１２がＹ方向（図１中左右方向）に移動してマスクステージ１０の下方に進出可能なようにメインベッド１９の上方にスペースを形成している。
【００１７】
マスクステージ１０は、中央に矩形の開口２５ａを有して、マスクステージ１０に対してＸ，Ｙ，θ方向に位置調整可能に支持されたマスク保持部２５を備え、露光すべきパターンを有するマスクＭがこの開口２５ａに臨むようにしてマスク保持部２５に保持されている。また、マスクステージ１０には、マスク保持部２５に対するマスクＭの位置を検出するマスク用アライメントカメラ（図示せず）と、マスクＭと基板Ｗとの間のギャップを検出するギャップセンサ（図示せず）とが設けられている。
【００１８】
図２に示すように、第１及び第２基板ステージ１１，１２は、被露光材としての基板Ｗが上面に載置される基板保持部３１と、この基板保持部３１の上面から進退自在に配置され基板Ｗを支持する複数のピン３２とをそれぞれ有する。また、第１及び第２基板ステージ１１，１２の下方には、Ｙ軸テーブル３３、Ｙ軸送り機構３４、Ｘ軸テーブル３５、Ｘ軸送り機構３６、及びＺ−チルト調整機構３７、Ｚ軸テーブル３８を備える基板ステージ移動機構３９，３９がそれぞれ設けられる。
【００１９】
Ｙ軸送り機構３４は、リニアガイド４０と送り駆動機構４１とを備えて構成され、Ｙ軸テーブル３３の裏面に取り付けられたスライダ４２が、転動体（図示せず）を介してメインベッド１９と第１及び第２サイドベッド２１，２２に亘って延びる２本の案内レール４３に跨架されると共に、固定子４４と可動子４５とを有するリニアモータによってＹ軸テーブル３３を案内レール４３に沿って駆動する。
【００２０】
なお、Ｘ軸送り機構３６もＹ軸送り機構３４と同様の構成を有し、Ｚ−チルト調整機構３７は、くさび状の移動体と送り駆動機構とを組み合わせてなる可動くさび機構によって構成される。なお、送り駆動機構は、固定子と可動子とを有するリニアモータであってもよく、モータとボールねじ装置とを組み合わせた構成であってもよい。
【００２１】
これにより、各基板ステージ移動機構３２，３２は、第１及び第２基板ステージ１１，１２をＸ方向及びＹ方向に送り駆動するとともに、マスクＭと基板Ｗとの間の隙間を微調整するように、第１及び第２基板ステージ１１，１２をＺ軸方向に微動且つチルトする。
【００２２】
また、基板保持部３１と、第１及び第２基板ステージ１１，１２を移動する基板ステージ移動機構３９のＺ軸テーブル３８との間には、基板ステージ移動機構３９に対して基板保持部３１を弾性支持可能な防振機構である空気ばね４６と、基板ステージ移動機構３９に対して基板保持部３１を固定支持可能なロック機構である電磁石４７（４７ａ，４７ｂ）とが複数配置される。これら空気ばね４６と電磁石４７は、複数のピン３２が配置される位置と干渉しないように配置されており、また、Ｚ軸テーブル３８に立設された図示しない柱部上に設けられてもよい。
【００２３】
空気ばね４６は、ゴム膜の中に圧縮空気を封入して空気の弾性を利用したばねであり、ベローズ型、ダイヤフラム型、ローリングシール型等が知られている。空気ばね４６は、構造が柔軟であり、軸方向だけでなく、横方向、回転方向の振動を絶縁可能である。
【００２４】
そして、電磁石４７が作動しない状態において、基板保持部３１は空気ばね４６によって弾性的にＺ軸テーブル３８に支持され、基板保持部３１上での振動がＺ軸テーブル３８に伝達されるのを防止する。一方、電磁石４７が作動した状態においては、基板保持部３１は電磁石４７によってＺ軸テーブル３８に強固に固定支持される。
【００２５】
また、第１及び第２基板ステージ１１，１２には、各基板保持部３１ａ，３１ｂのＸ方向側部とＹ方向側部にそれぞれバーミラー６１，６２が取り付けられている。また、第１サブベッド２１及び第２サブベッド２２のＹ軸方向の両側端と、メインベッド１９のＸ軸方向の一側には、３台のレーザー干渉計６３，６４，６５が設けられている。これにより、レーザー干渉計６３，６４，６５からレーザー光をバーミラー６１，６２に照射し、バーミラー６２により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とバーミラー６１，６２により反射されたレーザー光との干渉を測定し、第１及び第２ステージ１１，１２の位置を検出する。
【００２６】
図２に示すように、照明装置１３はマスク保持部２５の開口２５ａ上方に配置され、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ、凹面鏡、オプチカルインテグレータ、平面ミラー、球面ミラー、及び露光制御用のシャッター等を備えて構成される。照明装置１３は、露光位置ＥＰ、即ち、メインベッド１９上に移動した第１及び第２基板ステージ１１，１２の基板保持部３１ａ，３１ｂに保持された基板Ｗに、パターン露光用の光をマスクＭを介して照射する。これにより、基板Ｗには、マスクＭのマスクパターンＰが露光転写される。
【００２７】
また、第１基板ローダ１４、及び第２基板ローダ１５は、図示しない基板カセットと、第１サブベッド２１上に位置する第１基板ステージ１１、及び第２サブベッド２２上に位置する第２基板ステージ１２との間で、基板Ｗの搬入・搬出を行い、マスクローダ１７は、図示しないマスクカセットとマスクステージ１０との間で、マスクＭの搬入・搬出を行う。
【００２８】
ここで、本実施形態の露光装置ＰＥでは、第１及び第２基板ステージ１１，１２の基板ステージ移動機構３２によって、第１基板ステージ１１は、露光位置ＥＰと第１待機位置ＷＰ１との間、第２基板ステージ１２は、露光位置ＥＰと第２待機位置ＷＰ２との間で互いに連動する。そして、第１基板ステージ１１が露光位置ＥＰ（図２の鎖線位置）、第２基板ステージ１２が第２待機位置ＷＰ２（図２の実線位置）に位置する際には、第１基板ステージ１１に保持された基板ＷにマスクＭのマスクパターンＰが露光転写され、第２基板ステージ１２では、第２基板ローダ１５による基板Ｗの入れ替え作業、即ち、露光後の基板Ｗの基板カセットへの搬出と基板カセットから基板保持器３１ｂへの基板Ｗの搬入が同時に行われる。
【００２９】
第２基板ステージ１２上での入れ替え作業は、まず、複数のピン３２を上昇させて、基板保持部３１上の露光後の基板Ｗを基板保持部３１の上面から突出したピン３２の先端で支持し、第２基板ローダ１５の搬送部（図示せず）によって基板Ｗを受け取る。また、新しい基板Ｗを搬入する場合にも、複数のピン３２を上昇させて、第２基板ローダ１５の搬送部が基板Ｗをピン３２の先端に搭載し、ピン３２を下降させて基板Ｗを基板保持部３１の上面に載置する。
【００３０】
このような入れ替え作業中、基板保持部３１は空気ばね４６によって弾性的に支持されており、上記作業中に発生する第２基板ステージ１２の振動が基板ステージ移動機構３９のＺ軸テーブル３８に伝達されることがなく、露光中の第１基板ステージ１１にも伝達されることがない。
【００３１】
一方、露光中の第１基板ステージ１１では、基板保持部３１は電磁石４７の作動によって強固に基板ステージ移動機構３９に固定支持されているので、基板保持部３１が位置ずれすることがなく、マスクＭのマスクパターンＰが高精度で基板Ｗに露光転写される。
【００３２】
また、第２基板ステージ１２が露光位置ＥＰ（図２の鎖線位置）、第１基板ステージ１１が第１待機位置ＷＰ１（図２の実線位置）に位置する際には、第２基板ステージ１２に保持された基板ＷにマスクＭのマスクパターンＰが露光転写され、第１基板ステージ１１では、第１基板ローダ１４による基板Ｗの入れ替え作業、即ち、露光後の基板Ｗの基板カセットへの搬出と基板カセットから基板保持器３１ａへの基板Ｗの搬入が同時に行われる。
【００３３】
この場合にも、入れ替え作業中の第１基板ステージ１１では、基板保持部３１は、電磁石４７を非作動とすることで、空気ばね４６によってＺ軸テーブル３８に弾性支持され、露光中の第２基板ステージ１２では、基板保持部３１は、電磁石４７を作動することで、Ｚ軸テーブル３８に固定支持される。これにより、入れ替え作業中に発生する第１基板ステージ１１の振動が、露光中の第２基板ステージ１２にも伝達されることがなく、また、第２基板ステージ１２では、マスクＭのマスクパターンＰが高精度で基板Ｗに露光転写される。
【００３４】
なお、第１及び第２基板ステージ１１，１２の露光位置ＥＰと第１及び第２待機位置ＷＰ１，ＷＰ２間の移動中は、電磁石４７を作動させ、基板保持部３１はＺ軸テーブル３８に固定支持されるので、基板保持部３１が揺れて基板Ｗに位置ずれが生じることがない。
【００３５】
上記したように、本実施形態の露光装置ＰＥによれば、マスクステージの下方に位置する露光位置ＥＰと第１待機位置ＥＰ１間で移動可能な第１基板ステージ１１と、露光位置ＥＰと第２待機位置ＷＰ２間で移動可能な第２基板ステージ１２と、を備えることで、基板Ｗの露光転写と第１及び第２基板ステージ１１，１２への基板Ｗの搬入及び搬出とを同時に行い、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【００３６】
また、第１及び第２基板ステージ１１，１２の基板保持部３１と、第１及び第２基板ステージ１１，１２を移動する基板ステージ移動機構３９，３９との間には、基板ステージ移動機構３９に対して基板保持部３１を弾性支持可能な空気ばね４６と、基板ステージ移動機構３９に対して基板保持部３１を固定支持可能な電磁石４７とが配置されるので、基板Ｗを搬入出する側の基板ステージに生じる振動が空気ばね４６によって露光中の基板ステージに伝達されるのを防止することができる。これにより、露光精度に及ぼす振動の影響を排除してマスクＭのマスクパターンＰを高精度で基板Ｗに露光転写することができる。
【００３７】
さらに、第１及び第２基板ステージ１１，１２に保持された基板Ｗを露光する時には、電磁石４７によって基板保持部３１が基板ステージ移動機構３９に対して固定支持されるので、基板保持部３１が位置ずれすることがなく、高精度で露光転写を行うことができる。
【００３８】
また、空気ばね４６と電磁石４７は、基板保持部３１とＺ軸テーブル３８との間に配置されているので、空気ばね４６と電磁石４７が支持する質量を軽量化して応答性を向上することができ、また、空気ばね４６と電磁石４７の小型化を図ることができる。
【００３９】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
なお、本発明の防振機構は、基板ステージ移動機構に対して基板保持部を弾性支持可能であればよく、空気ばね以外の構成であってもよい。また、ロック機構も、防振機構による弾性支持を切換えて、基板ステージ移動機構に対して基板保持部を固定支持可能であればよく、電磁石以外の構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態である露光装置の全体構成を概略示す平面図である。
【図２】図１の露光装置の要部正面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  マスクステージ
１１  第１基板ステージ
１２  第２基板ステージ
１３  照射装置
３１  基板保持部
３２  ピン
３９  基板ステージ移動機構
４６  空気ばね（防振機構）
４７  電磁石（ロック機構）
Ｍ  マスク
ＰＥ  露光装置
Ｗ  基板
ＥＰ  露光位置
ＷＰ１  第１待機位置
ＷＰ２  第２待機位置
【図１】
2007324347.tif 000003
【図２】
2007324347.tif 000004